设计二元连续精馏塔时,可采用常压或加压操作。与常压操作相比,加压操作时,体系平均相对挥发度较_,塔顶温度较_。A. 小,低B. 大,低C. 大,高D. 小,高

本题考查二元连续精馏塔中操作压力对体系平均相对挥发度和塔顶温度的影响。解题解题思路是分别分析加压操作对体系平均相对挥发度和塔顶温度的影响机制进行分析。

1. 分析加压操作对体系平均相对挥发度的影响

相对挥发度是衡量溶液中各组分挥发能力差异的物理量，其表达式为$\alpha=\frac{y}{}{x}$（其中$y$为气相中易挥发组分的摩尔分数，$x$为液相中易挥发组分的摩尔分数）。
根据相平衡原理，对于理想溶液，相对挥发度与温度和压力有关。一般来说，压力升高时，分子间的距离减小，分子间作用力增强，使得各组分的挥发能力差异减小。
从相平衡常数的角度来看，相平衡常数$K = \frac{y}{x}$，压力升高，相平衡常数减小，而相对挥发度与相平衡常数相关，所以体系平均相对挥发度变小。

2. 分析加压操作对塔顶温度的影响

在精馏塔中，塔顶的压力和组成决定了塔顶的塔顶温度。根据克劳修斯 - 克拉佩龙方程$\ln\frac{p_2}{p_1}=\frac{\Delta H_{vap}}{R}(\frac{1}{T_1}-\frac{1}{T_2})$（其中$p_1$、$p_2$分别为不同温度$T_1$、$T_2$下的饱和蒸气压，$\Delta H_{v}$为摩尔汽化热，$R$为气体常数）。
当操作压力升高时，要使塔顶蒸汽达到新的气液平衡，需要更高的温度才能使塔顶蒸汽的分压达到操作压力。也就是说，在加压操作下，塔顶温度会升高。